최근 초소재 그래핀에 대한 관심이 높아지고 있다. 그런데 그래핀이 뭐죠? 강철보다 200배 강하고 종이보다 1000배 가벼운 물질을 상상해 보세요.
2004년에 맨체스터 대학의 두 과학자인 Andrei Geim과 Konstantin Novoselov가 흑연을 가지고 "연주"했습니다. 예, 연필 끝에서도 같은 것을 찾을 수 있습니다. 그들은 재료에 대해 궁금해했고, 한 겹으로 제거할 수 있는지 알고 싶었습니다. 그래서 그들은 특이한 도구인 덕테이프를 발견했습니다.
Heim은 BBC에 “[테이프를] 흑연이나 운모 위에 놓은 다음 맨 위 층을 벗겨냅니다.”라고 설명했습니다. 흑연 조각이 테이프에서 날아갑니다. 그런 다음 테이프를 반으로 접어 상단 시트에 붙인 다음 다시 분리하세요. 그런 다음 이 과정을 10~20회 반복합니다.
“플레이크가 점점 더 얇은 플레이크로 분해될 때마다. 결국 벨트에는 매우 얇은 조각이 남게 됩니다. 테이프를 녹이면 모든 것이 녹습니다.”
놀랍게도 테이프 방식은 놀라운 효과를 발휘했습니다. 이 흥미로운 실험으로 인해 단일층 그래핀 플레이크가 발견되었습니다.
2010년에 하임과 노보셀로프는 철조망과 유사한 육각형 격자로 배열된 탄소 원자로 구성된 물질인 그래핀을 발견한 공로로 노벨 물리학상을 받았습니다.
그래핀이 그토록 놀라운 주된 이유 중 하나는 그 구조입니다. 순수한 그래핀의 단일 층은 육각형 격자 구조로 배열된 탄소 원자 층으로 나타납니다. 이 원자 규모의 벌집 구조는 그래핀에 인상적인 강도를 제공합니다.
그래핀은 전기 슈퍼스타이기도 합니다. 실온에서는 다른 어떤 물질보다 전기를 더 잘 전도합니다.
우리가 논의했던 탄소 원자를 기억하시나요? 음, 그들은 각각 파이 전자라고 불리는 추가 전자를 가지고 있습니다. 이 전자는 자유롭게 움직이므로 저항이 거의 없는 여러 층의 그래핀을 통해 전도를 수행할 수 있습니다.
매사추세츠 공과대학(MIT)의 그래핀에 대한 최근 연구는 거의 마법 같은 것을 발견했습니다. 두 층의 그래핀을 정렬되지 않게 약간(단 1.1도) 회전시키면 그래핀이 초전도체가 됩니다.
이는 저항이나 열 없이 전기를 전도할 수 있다는 의미이며, 실온에서 미래의 초전도에 대한 흥미로운 가능성을 열어줍니다.
그래핀의 가장 기대되는 응용 분야 중 하나는 배터리입니다. 뛰어난 전도성 덕분에 현대 리튬 이온 배터리보다 더 빠르게 충전되고 오래 지속되는 그래핀 배터리를 생산할 수 있습니다.
삼성, 화웨이 등 일부 대기업은 이미 일상 기기에 이러한 발전을 도입하기 위해 이 길을 택했습니다.
캠브리지 그래핀 센터 소장이자 유럽 그래핀이 운영하는 이니셔티브인 그래핀 플래그십(Graphene Flagship) 연구원인 Andrea Ferrari는 “2024년까지 다양한 그래핀 제품이 시장에 출시될 것으로 기대합니다.”라고 말했습니다. 회사는 공동 프로젝트에 10억 유로를 투자하고 있습니다. 프로젝트. 이번 동맹으로 그래핀 기술 개발이 가속화된다.
Flagship의 연구 파트너들은 이미 오늘날 최고의 고에너지 배터리보다 20% 더 많은 용량과 15% 더 많은 에너지를 제공하는 그래핀 배터리를 만들고 있습니다. 다른 팀에서는 햇빛을 전기로 변환하는 데 20% 더 효율적인 그래핀 기반 태양 전지를 만들었습니다.
헤드 스포츠 장비와 같이 그래핀의 잠재력을 활용한 일부 초기 제품이 있지만 최고의 제품은 아직 나오지 않았습니다. Ferrari는 다음과 같이 언급했습니다. “우리는 그래핀에 대해 이야기하지만 실제로는 연구 중인 수많은 옵션에 대해 이야기하고 있습니다. 상황이 올바른 방향으로 움직이고 있다”고 말했다.
이 기사는 인공 지능 기술을 사용하여 업데이트되었으며 사실 확인을 거쳐 HowStuffWorks 편집자가 편집했습니다.
스포츠 장비 제조업체인 Head는 이 놀라운 소재를 사용했습니다. Graphene XT 테니스 라켓은 동일한 무게로 20% 더 가볍다고 주장합니다. 이것은 정말 혁명적인 기술입니다!
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게시 시간: 2023년 11월 21일